Lò Hơi Tầng Sôi

1. Giới thiệu về lò hơi tầng sôi

Lò hơi tầng sôi (Fluidized Bed Boiler) là một công nghệ đốt cháy tiên tiến sử dụng nguyên lý tầng sôi để tạo ra môi trường đốt cháy hiệu quả và thân thiện với môi trường. Trong hệ thống này, nhiên liệu được đốt cháy trong một tầng vật liệu hạt nóng (thường là cát hoặc tro xỉ) được làm sôi bởi luồng khí áp suất cao từ dưới lên.

Lò hơi tầng sôi không chỉ giúp tăng hiệu quả đốt cháy mà còn giảm đáng kể lượng phát thải độc hại ra thải ra môi trường, góp phần thúc đẩy xu hướng sản xuất xanh và tiết kiệm chi phí năng lượng cho doanh nghiệp.

Sơ đồ tổng quát của một hệ thống lò hơi tầng sôi

Lịch sử phát triển:

• Khởi nguồn: Công nghệ tầng sôi được phát triển từ những năm 1860, ban đầu ứng dụng trong công nghiệp hóa chất
• Ứng dụng năng lượng: Từ thập niên 1970, công nghệ này được áp dụng rộng rãi cho sản xuất điện và hơi công nghiệp
• Phát triển hiện đại: Hiện tại có hơn 200 hệ thống đã được lắp đặt trên toàn thế giới

So sánh lò hơi tầng sôi và lò hơi truyền thống:

Nguyên lý tạo tầng sôi

Hiện tượng tầng sôi được tạo ra thông qua quá trình vật lý phức tạp:

• Luồng khí áp suất cao: Khí đốt (không khí hoặc khí oxy) được bơm từ dưới lên với áp suất 1-20 bar
• Tỷ lệ vật liệu nền: Nhiên liệu chỉ chiếm 1-5% khối lượng tầng, phần còn lại là vật liệu trơ (cát, tro xỉ)
• Nhiệt độ vùng sôi: Duy trì ở mức 800-900°C, thấp hơn đáng kể so với lò đốt truyền thống
• Chuyển động hạt: Vật liệu được “sôi” tạo chuyển động liên tục, tăng diện tích tiếp xúc và hiệu quả truyền nhiệt

#lò hơi tầng sôi tuần hoàn #lò đốt tầng sôi #lo hoi tang soi #lò hơi tầng sôi đốt biomass #lò tầng sôi đốt than

2. Phân loại các loại lò hơi tầng sôi

Hiện tại, thị trường có ba loại lò hơi tầng sôi chính, mỗi loại phù hợp với các ứng dụng và quy mô khác nhau:

2.1 Lò BFB (Bubbling Fluidized Bed)

Đặc điểm kỹ thuật:

• Vận tốc khí: 1-3 m/s, đủ để tạo bọt khí nhưng giữ vật liệu trong tầng
• Công suất: Phù hợp cho dải 20-100 MWth
• Ưu điểm: Chi phí đầu tư thấp, vận hành đơn giản, bảo trì dễ dàng
• Ứng dụng: Nhà máy giấy, khu công nghiệp vừa và nhỏ

2.2 Lò CFB (Circulating Fluidized Bed)

Đặc điểm vượt trội:

• Vận tốc khí: 5-10 m/s, tạo dòng tuần hoàn vật liệu
• Hiệu suất đốt: 85-95% với khả năng giảm 90-95% lưu huỳnh
• Giảm khí thải: Giảm 90% NOx/SOx so với lò đốt than nghiền truyền thống
• Quy mô: 100-1200 MWth, phù hợp cho nhà máy điện và công nghiệp lớn

2.3 Lò PFBC (Pressurized Fluidized Bed)

Công nghệ tiên tiến:

• Áp suất hoạt động: 5-20 bar, cho phép hiệu suất tổng thể cao hơn
• Hiệu suất: >90% với khả năng kết hợp tuabin khí
• Trạng thái: Vẫn đang trong giai đoạn phát triển và thử nghiệm
• Ứng dụng: Nhà máy điện quy mô lớn trong tương lai

3. Cấu tạo cơ bản của lò hơi tầng sôi

Lò hơi tầng sôi bao gồm 7 bộ phận chính, mỗi phần đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động:

1. Buồng đốt tầng sôi:

• Thiết kế: Hình trụ đứng với thành chịu nhiệt
• Vật liệu: Inconel hoặc thép chịu nhiệt đặc biệt
• Tính năng: Chống bám tro và chịu được nhiệt độ cao

2. Hệ thống cấp khí:

• Khí sơ cấp: 60% tổng lượng khí, cấp từ đáy tầng
• Khí thứ cấp: 40% còn lại, cấp ở các vị trí khác nhau
• Áp suất: 1-5 bar tùy theo loại lò

3. Hệ thống cấp nhiên liệu:

• Cơ chế: Cấp liên tục hoặc theo mẻ
• Xử lý: Nghiền nhỏ 0.1-0.5mm trước khi đưa vào
• Điều khiển: Tự động theo tải

4. Hệ thống tuần hoàn (CFB):

• Cyclone: Tách vật liệu khỏi khí thải
• Đường tuần hoàn: Đưa vật liệu về tầng đốt
• Kiểm soát: Duy trì mật độ tầng ổn định

5. Hệ thống trao đổi nhiệt:

• Ống nước: Ngập trong tầng sôi
• Hiệu quả: Hệ số truyền nhiệt cao 200-800 W/m²K
• Bảo vệ: Chống mài mòn và ăn mòn

6. Hệ thống làm sạch khí thải:

• ESP/Baghouse: Lọc bụi với hiệu suất >99%
• Desox: Hấp thụ SO2 bằng vôi
• DeNOx: SNCR/SCR giảm NOx

7. Hệ thống điều khiển tự động:

• PLC/DCS: Giám sát và điều khiển toàn bộ hệ thống
• Cảm biến: Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, nồng độ khí
• An toàn: Bảo vệ quá nhiệt, quá áp, mất lửa

4. Nguyên lý hoạt động của lò tầng sôi đốt biomass

Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi dựa trên quá trình đốt cháy lượng nhiên liệu trong môi trường tầng sôi, nơi nguồn nhiên liệu và vật liệu nền được hòa trộn và lơ lửng nhờ luồng không khí mạnh thổi từ đáy buồng đốt.

Quá trình tạo tầng sôi

• Không khí được quạt thổi từ dưới đáy buồng đốt lên lò hơi tầng sôi, làm các hạt nhiên liệu và vật liệu nền (cát, đá vôi…) lơ lửng, tạo thành trạng thái tầng sôi.
• Nhiên liệu được cấp liên tục vào buồng đốt, trộn đều với không khí và vật liệu nền, đảm bảo quá trình cháy diễn ra đồng đều, triệt để.
• Nhiệt lượng sinh ra làm nước trong ống dẫn sôi, tạo ra hơi nước áp suất cao phục vụ sản xuất.

Đặc biệt với lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB)

• Các hạt nhiên liệu chưa cháy hết sẽ được cyclone thu hồi và đưa trở lại buồng đốt, tận dụng tối đa năng lượng và giảm lượng tro xỉ thải ra ngoài.

Nhờ nguyên lý này, lò hơi tầng sôi đạt hiệu suất nhiệt lên tới 85–90%, vượt trội so với các loại lò hơi truyền thống, đồng thời giảm thiểu phát thải khí độc hại ra môi trường.

5. Ưu điểm vượt trội của nồi hơi tầng sôi

1. Đa dạng nhiên liệu, tiết kiệm chi phí

• Đốt được nhiều loại nhiên liệu giá rẻ: than, sinh khối, rác thải công nghiệp, phế phẩm nông nghiệp.
• Tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu, tối ưu chi phí sản xuất.

2. Hiệu suất đốt cháy cao, giảm phát thải

• Hiệu suất nhiệt đạt 85–90%, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm chi phí vận hành.
• Giảm khí thải NOx, SOx đến 90% so với lò hơi truyền thống, bảo vệ môi trường sống.

3. Vận hành ổn định, tuổi thọ cao

• Nhiệt độ cháy ổn định trong ngưỡng 800–900°C, hạn chế đóng xỉ và bám tro trên bề mặt ống sinh hơi.
• Bảo trì đơn giản, giảm chi phí bảo dưỡng thiết bị.

4. Dễ tích hợp tự động hóa

• Hệ thống điều khiển hiện đại giúp vận hành an toàn, tự động hóa cao, phù hợp với xu hướng công nghiệp 4.0.

“Lò hơi tầng sôi là lựa chọn lý tưởng cho doanh nghiệp hướng tới sản xuất xanh, tiết kiệm và bền vững.”

6. Hình ảnh ứng dụng thực lò hơi tầng sôi thực tế 

Lò hơi tầng sôi đốt đa dạng nhiên liệu lắp đặt hoàn thành và đi vào sử dụng tháng 5/2021 tại Nhà máy sản xuất Giấy và Bao Bì Miza – Nghi Sơn.

Công suất lắp đặt 40 tấn/h
Áp suất thiết kế 16 bar, nhiệt độ 200°C
Áp suất làm việc 10 bar, nhiệt độ 180°C
Nhiên liệu sử dụng ( Dăm gỗ, dăm quế, rác nilon nghành giấy )

Lò hơi công suất 10 tấn/giờ . Nhà máy Masan Meat Deli

Đội ngũ nhân viên đang vận hành lò hơi

Hãy liên hệ để chúng tôi được phục vụ bạn!